Сега два независими научни екипа са открили генетичния механизъм, който стои зад характерния оранжев цвят. Оказва се, че причината не е появата на нов ген, а липсата на малък участък от ДНК, който променя начина, по който работи вече съществуващ ген.

Откритието е описано в научни изследвания, публикувани в списанието Current Biology, съобщава ScienceAlert.

Рижата козина е една от най-разпознаваемите особености на домашните котки. Но за разлика от много други цветове при бозайниците, нейното унаследяване дълго време не можеше да бъде обяснено с познатите механизми, определящи пигментацията.

Учените знаеха, че генетичният фактор е свързан с Х-хромозомата, но точната му идентичност оставаше неизвестна.

Малка промяна в ДНК с голям ефект върху цвета

Двата изследователски екипа независимо един от друг насочват вниманието си към ген, наречен ARHGAP36.

Екипът на генетика Грег Барш от Станфордския университет установява, че клетките, отговорни за образуването на оранжевата козина, произвеждат приблизително 13 пъти повече РНК от този ген в сравнение с клетките, свързани с неоранжева окраска.

Първоначално изследователите предполагат, че причината е мутация в частта на гена, която съдържа инструкции за производството на протеин.

Резултатите обаче ги изненадват.

Оказва се, че при рижите котки липсва малък участък от ДНК в некодираща област, която участва в регулирането на активността на гена.

Тази промяна не създава нов протеин, а влияе върху количеството, в което се експресира ARHGAP36.

Учените установяват характерната генетична промяна при изследваните животни с оранжева окраска.

„Това беше истинска генетична мистерия, истинска главоблъсканица“, коментира Грег Барш пред списание Science още през 2024 г., когато първите резултати са представени като предварителни научни публикации.

Защо повечето оранжеви котки са мъжки?

Отговорът се крие в половите хромозоми.

Мъжките котки обикновено имат една Х- и една Y-хромозома, докато женските притежават две Х-хромозоми.

Генетичната промяна, свързана с оранжевата козина, се намира именно в Х-хромозомата.

Това означава, че при мъжките котки е достатъчно единствената им Х-хромозома да носи съответния вариант, за да се прояви рижата окраска.

При женските положението е по-сложно.

За да бъде една женска котка изцяло оранжева, тя обикновено трябва да наследи варианта, свързан с този цвят, и от двамата си родители.

Ако го получи само от единия, по козината ѝ могат да се появят участъци с различни цветове.

Това обяснява защо рижите котки са по-често мъжки, а костенурковите и трицветните котки почти винаги са женски.

Как се появяват трицветните и костенурковите котки?

Особено интересен е механизмът, който стои зад пъстрата окраска.

В клетките на женските бозайници едната от двете Х-хромозоми обикновено се инактивира в ранен етап от развитието.

Така в едни клетки остава активна Х-хромозомата с варианта за оранжева козина, а в други – тази с варианта за неоранжева окраска.

В резултат по тялото на котката се образуват различно оцветени участъци.

При костенурковите котки те обикновено са черни и оранжеви, често преплетени в характерна шарка.

При трицветните котки, известни още като калико, към черните и оранжевите петна се добавят и бели участъци, определяни от други генетични механизми.

Именно това своеобразно генетично „мозаечно“ оцветяване прави всяка пъстра котка уникална.

Второ независимо изследване потвърждава откритието

До сходни заключения достига и екипът на генетика Хидехиро Тох от японския университет Кюшу.

Изследователите също идентифицират ARHGAP36 като ключов фактор за оранжевата окраска.

Според резултатите повишената активност на гена влияе върху производството на пигменти в клетките.

При обичайното оцветяване важна роля има еумеланинът, който придава черни и кафяви оттенъци.

При рижите котки генетичният механизъм измества пигментацията към феомеланина – пигментът, свързан с жълтеникавите и червеникавите тонове.

Така сравнително малка промяна в регулирането на един ген се оказва достатъчна, за да промени видимо цвета на козината.

Какво означава откритието за науката?

Разгадаването на генетичната особеност на рижите котки е важно не само за любителите на животни.

То показва колко голямо значение могат да имат некодиращите участъци на ДНК – области, които не съдържат директни инструкции за изграждане на протеини, но могат да регулират активността на гените.

Изследването допълва познанията за генетиката на пигментацията и за начина, по който различни генетични механизми създават огромното разнообразие от цветове и шарки при домашните котки.

Откритието обаче не означава, че цветът на козината определя характера или поведението на животното.

Популярните представи, че рижите котки са по-палави, по-общителни или по-непредсказуеми, не следват автоматично от установения генетичен механизъм.

След повече от 60 години търсене учените вече имат убедително обяснение за една от най-любопитните особености в котешкия свят.

Източници: ScienceAlert, Current Biology, Science; изследователски екипи от Станфордския университет и университета Кюшу.